MAP là giao thức đặc biệt phát triển cho mạng di động. Nó đ-ợc sử dụng giữa các tổng đài trong hệ thông chuyển mạch. MAP chủ yếu sử dụng báo hiệu không nối thông. D-ới đây là các thí dụ thao tác của MAP:
- Cập nhật vị trí. - Huỷ bỏ vị trí.
- Đ-a vào số liệu thuê bao. - Cung cấp số liệu l-u động. - Phát thông số.
- Phát thông tin định tuyến.
3.10. Phần ng-ời sử dụng TUP (Telephone User Part).
TUP quy định các chức năng báo hiệu cần thiết trong hệ thống báo hiệu số 7 cho việc truyền thoại quốc gia cũng nh- quốc tế, nó cũng có những chức năng nh- báo hiệu thoại của CCITT. Bản tin báo hiệu đ-ợc chuyền trên mạng báo hiệu, chứa trong tr-ờng SIO của MSU.
Nguyên thuỷ Kết cấu
8 16 8n,n2 8 2 6 1 7 7 8 8
Nhãn định tuyến
Hình 3.9. Khuôn dạng bản tin báo hiệu TUP. Nhãn bản tin chứa 4 tr-ờng:
- Tr-ờng mã điểm đích DPC (Destination Point Code). - Tr-ờng mã điểm nguồn OPC (Originating Point Code). - Tr-ờng mã đ-ờng báo hiệu SLS (Signalling Link Selection). - Tr-ờng nhận dạng mạch CIC (Circuit Identification Code).
Tr-ờng nhận dạng mạch có độ dài 12 bit là tr-ờng nhận dạng duy nhất để chỉ định mạch thoại hoặc dữ liệu giữa điểm nguồn và điểm đích. Trong đó 5 bit cuối dùng để chỉ định khe thời gian của truyền dẫn PCM, các bit còn lại dùng để chỉ định kết nối giữa tổng đài chủ gọi và tổng đài bị gọi.
Sự phân bố này tuỳ thuộc vào quy -ớc, quy định giữa hai bên khai thác, vận hành và bảo d-ỡng.
H0,H1 Là các mã đầu đề (Heading Code). Các bản tin TUP đều có hai mã đầu đề dùng để xác định kiểu bản tin, trong đó mỗi đầu đề có độ rộng 4 bit.
- H0: Dùng để xác định nhóm bản tin.
- H1: Dùng để xác định kiểu bản tin thuộc nhóm bản tin do H0 quy định. Thông tin
ng-ời sử dụng H1 H2 Nhãn bản tin
CIC OPC DPC
• Tr-ờng thông tin ng-ời sử dụng (User Information): Phụ thuộc vào các mã đầu đề H0,H1 nó quy định kiểu bản tin TUP và nội dung bản tin thể hiện trong tr-ờng này.
3.11. Phần ng-ời sử dụng mạng số liên kết đa dịch vụ ISUP (Intergrated Services Digital Network User Part).
ISUP đ-ợc dùng cho báo hiệu giữa các tổng đài trong mạng ISDN. ISUP có khả năng sử lý các thông tin ISDN rõ ràng hơn báo hiệu thoại. Tín hiệu đ-ợc truyền đi qua các đ-ờng báo hiệu thực chất là bản tin đơn vị MSU. Các bản tin này có chiều dài khác nhau nó phụ thuộc vào thông tin của ng-ời sử dụng đ-ợc chứa trong tr-ờng SIF. MSU chứa thông tin báo hiệu có độ dài biến đổi. Mỗi bản tin ISUP đ-ợc quy định một mã nhận dạng duy nhất.
Ch-ơng II: báo hiệu trong GSM.
2.1. ứng dụng báo hiệu số 7 trong GSM.
Mạng thông tin di động GSM sử dụng mạng báo hiệu số 7 và cải tiến của nó. Nên các giao thức trong mạng báo hiệu GSM đ-ợc dựa trên mô hình 7 lớp của OSI. Sự t-ơng ứng này đ-ợc thể hiện trong hình sau:
Hình 2.1. Mô hình báo hiệu GSM sắp xép theo OSI 7 lớp.
Các ký hiệu:
CC : Quản lý nối thông (Connection Management) MM: Quản lý di động ( Mobility Management).
RR : Quản lý tiềm năng vô tuyến ( Radio Resource Management).
LAPD: Các thủ tục thâm nhập đ-ờng truyền ở kênh Dm ( Link Access Procedures on D- Channel).
LAPD: Các thủ tục thâm nhập đ-ờng truyền ở kênh D. BSTM: Quản lý trạm gốc ( BTS Management). LAPDm Báo hiệu Lớp 1 RR MM CM LAPDm Báo hiệu Lớp 1 LAPD Báo hiệu Lớp 1 LAPD Báo hiệu Lớp 1 MTPlớp1 MTPlớp1 MTPlớp1 RR BTSM BTSM SCCP RR BSSAP MTPlớp1 MTPlớp1 MTPlớp1 MTPlớp1 SCCP SCCP BSSAP MM CM TCAP MAP I S U P T U P MTPlớp1 MTPlớp1 OSI Lớp7 Lớp4-6 Lớp3 Lớp1 Lớp2 MSC/VLR HLR,GMSC PSTN Radio A-bit A OSI Lớp1 Lớp2 Lớp3 MSC BSC BTS MS
MAP: Phần ứng dụng di động. ISUP: Phần ng-ời sử dụng ISDN. MTP: Phần truyền bản tin.
BSSAP: Phần ứng dụng hệ thống trạm gốc. TUP: Phần ng-ời sử dụng điện thoại. SCCP: Phần điều khiển nối thông báo hiệu. TCAP: Phần ứng dụng các khả năng trao đổi.
Các lớp chức năng GSM:
- MTP: Thiết lập nối thông giữa MS và BTS. Đó là báo hiệu lớp 1, thủ tục thâm nhập đ-ờng truyền trên kênh D, trên kênh Dm. Truyền dẫn, định tuyến, đánh địa chỉ.
- SCCP: Trợ giúp đấu nối logic, hỗ trợ định tuyến và đánh địa chỉ. MTP và SCCP tạo nên phần phục vụ mạng t-ơng ứng các lớp 1, 2, 3 của OSI. - TCAP: Có chức năng thông tin báo hiệu xa.
- MAP: Là phần ứng dụng riêng cho di động GSM trong phân hệ SS. TCAP và MAP là thủ tục t-ơng ứng lớp 7 của OSI.
- CM: Thủ tục quản lý kết nối; Phục vụ điều khiển, quản lý cuộc gọi và các dịch vụ bổ xung.
- MM: Thủ tục quản lý di động; Quản lý vị trí và tính bảo mật của MS. Trong MSC sẩy ra việc biến đổi bản tin ISUP vào CM, MAP, MM.
- BSSAP: Thủ tục về phần ứng dụng trạm gốc; Phục vụ gửi bản tin liên quan đến MS.
- Các bản tin CM, MM và một phần RR đ-ợc truyền trong suốt qua BTS.
2.2. Phần ứng dụng di động MAP (Mobile Application Part).
MAP cung cấp các thủ tục báo hiệu cần thiết cho việc trao đổi thông tin giữa các thực thể trong mạng GSM. MAP chủ yếu sử dụng báo hiệu không nối thông. Các thông tin d-ới MAP là: TCAP, SCCP, và MTP.
MAP đ-ợc chia ra làm 5 thực thể ứng dụng Ae (Application Entities) là: MAP-MSC, MAP-VLR, MAP-HLR, MAP-EIR, MAP-AUC. Mỗi thực thể ứng dụng bao gồm các phần tử dịch vụ ứng dụng ASE (Application Service Element)
các phần tử này hỗ trợ việc hoà mạng của các thành phần ứng dụng để thông tin với nhau giữa các nút nh-:
- Đăng ký vị trí. - Xoá vị trí
- Huỷ bỏ đăng ký.
- Điều khiển, quản lý, thu nhận các dịch vụ thuê bao.
- Quản lý các thông tin của thuê bao, nghĩa là cập nhật vào HLR,VLR. - Chuyển giao.
- Chuyển các số liệu bảo mật, nhận thực và cùng các chức năng khác. - Cung cấp số l-u động.
- Phát thông tin định tuyến.
Trong GSM khi một ASE chỉ có thể liên lạc đ-ợc với một ASE đồng cấp t-ơng đ-ơng.
2.3. Phần ứng dụng hệ thống trạm di động BSSAP.
BSSAP là giao thức phát triển cho giao diện A. BSSAP sử dụng báo hiệu số 7, đ-ợc hỗ trợ các bản tin đ-ợc truyền giữa MSC và BSC/BTS và các bản tin phát trong suốt MSC đến MS. BSSAP gồm 3 phần:
- Phần ứng dụng quản lý hệ thống trạm gốc đ-ợc sử dụng để phát đi các bản tin liên quan đến MS giữa MSC và BSC.
- Phần ứng dụng truyền trực tiếp DTAP để phát đi các bản tin MM và CM liên quan đến MS, cụ thể ở chế độ định h-ớng nối thông. Các bản tin này phát trong suốt qua BSS.
- Chức năng phân phối để phân loại các bản tin BSSAP và TCAP.
BSSAP cho phép truyền cả báo hiệu nối thông lẫn báo hiệu không nối thông. Các bản tin hỗ trợ các thủ tục dành riêng đ-ợc phát đi bằng các dịch vụ nối thông của SCCP.
2.3.1. Các bản tin BSSAP.
• Các bản tin BSSAP loại không đấu nối: - Chặn (Block).
LAPDm: Các thủ tục thâm nhập đ-ờng truyền ở kênh Dm. LAPD: Các thủ tục thâm nhập đ-ờng truyền ở kênh D. BSTM: Quản lý trạm gốc.
BSSAP: Phần ứng dụng hệ thống trạm gốc. SCCP: Phần điều khiển nối thông báo hiệu. MTP: Phần truyền bản tin.
MAP: Phần ứng dụng di động.
TCAP: Phần ứng dụng các khả năng trao đổi. ISUP: Phần ng-ời sử dụng ISDN.
TUP: Phần ng-ời sử dụng điện thoại.
Các lớp chức năng GSM:
- MTP: Thiết lập nối thông giữa MS và BTS. Đó là báo hiệu lớp 1, thủ tục thâm nhập đ-ờng truyền trên kênh D, trên kênh Dm. Truyền dẫn, định tuyến, đánh địa chỉ.
- SCCP: Trợ giúp đấu nối logic, hỗ trợ định tuyến và đánh địa chỉ. MTP và SCCP tạo nên phần phục vụ mạng t-ơng ứng các lớp 1, 2, 3 của OSI.
- TCAP: Có chức năng thông tin báo hiệu xa.
- MAP: Là phần ứng dụng riêng cho di động GSM trong phân hệ SS. TCAP và MAP là thủ tục t-ơng ứng lớp 7 của OSI.
- CM: Thủ tục quản lý kết nối; Phục vụ điều khiển, quản lý cuộc gọi và các dịch vụ bổ xung.
- MM: Thủ tục quản lý di động; Quản lý vị trí và tính bảo mật của MS. Trong MSC sẩy ra việc biến đổi bản tin ISUP vào CM, MAP, MM.
- BSSAP: Thủ tục về phần ứng dụng trạm gốc; Phục vụ gửi bản tin liên quan đến MS.
- Các bản tin CM, MM và một phần RR đ-ợc truyền trong suốt qua BTS.
2.2. Phần ứng dụng di động MAP (Mobile Application Part).
MAP cung cấp các thủ tục báo hiệu cần thiết cho việc trao đổi thông tin giữa các thực thể trong mạng GSM. MAP chủ yếu sử dụng báo hiệu không nối thông. Các thông tin d-ới MAP là: TCAP, SCCP, và MTP.
MAP đ-ợc chia ra làm 5 thực thể ứng dụng Ae (Application Entities) là: MAP-MSC, MAP-VLR, MAP-HLR, MAP-EIR, MAP-AUC. Mỗi thực thể ứng dụng bao gồm các phần tử dịch vụ ứng dụng ASE (Application Service Element) các phần tử này hỗ trợ việc hoà mạng của các thành phần ứng dụng để thông tin với nhau giữa các nút nh-:
- Đăng ký vị trí. - Xoá vị trí
- Huỷ bỏ đăng ký.
- Điều khiển, quản lý, thu nhận các dịch vụ thuê bao.
- Quản lý các thông tin của thuê bao, nghĩa là cập nhật vào HLR,VLR. - Chuyển giao.
- Chuyển các số liệu bảo mật, nhận thực và cùng các chức năng khác. - Cung cấp số l-u động.
- Phát thông tin định tuyến.
Trong GSM khi một ASE chỉ có thể liên lạc đ-ợc với một ASE đồng cấp t-ơng đ-ơng.
2.3. Phần ứng dụng hệ thống trạm di động BSSAP.
BSSAP là giao thức phát triển cho giao diện A. BSSAP sử dụng báo hiệu số 7, đ-ợc hỗ trợ các bản tin đ-ợc truyền giữa MSC và BSC/BTS và các bản tin phát trong suốt MSC đến MS. BSSAP gồm 3 phần:
- Phần ứng dụng quản lý hệ thống trạm gốc đ-ợc sử dụng để phát đi các bản tin liên quan đến MS giữa MSC và BSC.
- Phần ứng dụng truyền trực tiếp DTAP để phát đi các bản tin MM và CM liên quan đến MS, cụ thể ở chế độ định h-ớng nối thông. Các bản tin này phát trong suốt qua BSS.
- Chức năng phân phối để phân loại các bản tin BSSAP và TCAP.
BSSAP cho phép truyền cả báo hiệu nối thông lẫn báo hiệu không nối thông. Các bản tin hỗ trợ các thủ tục dành riêng đ-ợc phát đi bằng các dịch vụ nối thông của SCCP.
2.3.1. Các bản tin BSSAP.
• Các bản tin BSSAP loại không đấu nối: - Chặn (Block).
- Thừa nhận chặn (Blocking Acknowlege). - Tìm gọi (Paging).
- Thiết lập lại (Reset).
- Thừa nhận thiết lập lại (Reset Acknowlege). - Mạch thiết lập lại (Reset Circuit).
- Thừa nhận mạch thiết lập lại (Reset Curcirt Acknowlege). - Giải toả (Unblock Acknowlege).
• Các bản tin BSSAP loại đấu nối có định h-ớng. - Yêu cầu thiết lập (Assignment Request). - Hoàn thành thiết lập (Assignment Complet). - Sự cố thiết lập (Assignment Failure).
- Ra lênh ph-ơng thức mật mã (Cipher Mode Command). - Hoàn thành ph-ơng thức mật mã (Cipher Mode Complet). - Cập nhật loại (Classmark Update).
- Lệnh xoá (Clear Command). - Xoá xong (Clear Complet). - Yêu cầu xoá (Clear Request).
- Lệnh chuyển giao (Handover Command). - Sự cố chuyển giao (Handover Failure).
- Thực hiên chuyển giao (Handover Performed). - Yêu cầu chuyển giao (Handover Request).
- Chấp nhận yêu cầu chuyển giao (Handover Request Acknowlege). - Đòi hỏi chuyển giao (Handover Requied).
- Bãi bỏ đòi hỏi chuyển giao(Handover Requied Reject).
2.3.2. Các bản tin quản lý di động (Message For Mobily Management).
• Bản tin đăng ký (Registration Message).
- Bãi bỏ cập nhật vị trí (Location Update Reject).
• Bản tin bảo mật (Security Message). - Bãi bỏ nhận thực (Authentication Reject). - Yêu cầu nhận thực (Authentication Request). - Đáp lại nhận thực (Authentication Respone). - Yêu cầu nhận dạng (Identity Request). - Trả lời nhận dạng (Identity Respone).
• Các bản tin quản lý đấu nối (Connection Manaagement Message). - Chấp nhận dịch vụ nối thông (CM Service Accept).
- Bãi bỏ dịch vụ nối thông (CM Service Reject).
2.3.3. Các bản tin điều khiển đấu nối chế độ mạch điện (Message For Circuit-Mode Connection Call Control). Mode Connection Call Control).
• Bản tin thiết lập cuộc gọi (Call Establishment Message). - Báo hiệu chuông (Alerting).
- Khẳng định cuộc gọi (Call Confirmed). - Quá trình cuộc gọi (Call Proceding). - Đấu nối (Connect).
- Chấp nhận đấu nối (Connect Acknowlege). - Thiết lập khẩn cấp (Emergency Setup). - Tiến hành (Progress).
- Thiết lập (Setup).
• Bản tin báo các giai đoạn thông tin cuộc gọi (Call Information Phase Message).
- Sửa đổi (Modify).
- Bãi bỏ sửa đổi (Modify Reject).
- Bản tin xoá cuộc gọi (Call Clearing Message). - Cắt đấu nối (Disconnect).
- Giải phóng (Release).
- Hoàn thành giải phóng (Release Complate).
- Khởi động DTMF (Start DTMF).
- Bãi bỏ khởi động DTMF (Start DTMF Reject). - Trạng thái (Status).
- Điều tra trạng thái (Status Enquiry).
2.4. Báo hiệu giữa MS và BTS.
Hình 2.4. Báo hiệu giữa MS và BTS.
Lớp báo hiệu 1:
Còn gọi là lớp vật lý trình bày các chức năng cần thiết để truyền các luồng bít trên các kênh vật lý ở môi tr-ờng vô tuyến. Lớp này giao diện với quản lý tiềm năng vô tuyến. Giao diện này gửi đi liên quan đến ấn định kênh vật lý (thâm nhập ngẫu nhiên) cũng nh- các thông tin hệ thống gồm các kết quả đo, lớp này cũng giao diện với: Bộ mã hoá tiếng, bộ tích ứng đầu cuối để đảm bảo các kênh l-u l-ợng. Lớp 1 bao gồm các chức năng sau:
- Sắp xếp các kênh logic lên các kênh vật lý.
- Mã hoá kênh và sửa lỗi FEC (Forrward Error Correction: sửa lỗi tr-ớc) LAPDm Báo hiệu Lớp 1 RR MM CM LAPDm Báo hiệu Lớp 1 Radio OSI Lớp1 Lớp2 Lớp3 BTS MS
- Mã hoá kênh để phát hiện lỗi CRC (Cyclic Redundance Check: Kiểm tra phần d- mã vòng)
- Mật mã hoá.
- Chọn ô ở chế độ rỗi.
- Thiết lập các kênh vật lý dành riêng.
- Đo c-ờng độ tr-ờng của các kênh dành riêng và c-ờng độ tr-ờng của các trạm gốc xung quanh.
- Thiết lập định tr-ớc thời gian và công suất theo điều khiển của mạng. Các cổng mà lớp này cung cấp dịch vụ cho lớp 2 đ-ợc gọi là các điểm thâm nhập dịch vụ. Tuỳ theo các bản tin ngắn, bản tin của lớp đ-ờng truyền mà các cổng khác nhau.
Lớp báo hiệu 2:
Mục đích của lớp báo hiệu 2 là cung cấp đ-ờng truyền tin cậy giữa trạm di động và mạng. Mỗi kênh điều khiển logic đ-ợc dành riêng một phần tử giao thức. Giao thức của lớp này là LAPDm không chứa các chức năng kiểm tra không cần thiết (nh- kiểm tra tổng thì lớp 1 đă làm rồi) để phù hợp với truyền dẫn vô tuyến để đạt đ-ợc hiệu suất lớn hơn trong việc tiết kiệm phổ tần. Các bản tin LAPD có độ dài 249 byte do đó đ-ợc phân đ oạn: lớp vật lý và lớp đ-ờng truyền là 23 byte đối với BCCH, CCCH, SDCH, FACH. Còn đối với SACH là 21 byte.
Lớp báo hiệu 3:
• Quản lý tiềm năng vô tuyến:
ở giao diện này chỉ quản lý một phần tiềm năng vô tuyến RR gồm các